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Forschende am Paul Scherrer Institut PSI haben besondere Nano-Wirbel in einem Material zum ersten Mal nachgewiesen: sogenannte antiferromagnetische Skyrmionen.

Forschende haben an der Quelle für ultrakalte Neutronen des PSI eine Eigenschaft des Neutrons so genau wie noch nie vermessen: sein elektrisches Dipolmoment. Denn bis heute wird nach einer Erklärung gesucht, weshalb es nach dem Urknall mehr Materie als Antimaterie gab.

Erstmals haben PSI-Forschende mithilfe von Neutronen auch sehr starke Magnetfelder sichtbar gemacht, die bis zu eine Million Mal stärker sind als das Erdmagnetfeld. Damit lassen sich nun auch Magnete untersuchen, die bereits in Geräte wie Magnetresonanztomografen oder Lichtmaschinen eingebaut sind.

PSI-Forschende helfen der europäischen Raumfahrt: ihre Neutronen-Bildgebung dient der Qualitätssicherung entscheidender Bauteile für Raketenstarts.

Ein Team mit drei Forschenden aus dem ETH-Bereich wurde mit einem prestigeträchtigen EU-Förderpreis ausgezeichnet. Heute erhielten sie den von der EU unterzeichneten Vertrag zur Bestätigung der ausserordentlich hohen Finanzierung in Höhe von 14 Millionen Euro. Damit werden sie Quanteneffekte untersuchen, die das Rückgrat der Elektronik der Zukunft bilden könnten.

Vom Einsatz multiferroischer Materialien verspricht man sich energiesparsamere Computer, weil für die magnetische Datenspeicherung ein elektrisches Feld ausreichen würde. Forschende am PSI haben ein solches Material jetzt für die Betriebstemperaturen von Computern tauglich gemacht.

Kurz nach dem Urknall entstanden unter anderem radioaktive Atome des Typs Beryllium-7. Heute sind diese im gesamten Universum längst zerfallen. Eine Probe aus am PSI künstlich hergestelltem Beryllium-7 hat nun Forschenden geholfen, die ersten Minuten des Universums besser zu verstehen.

Forschende des Paul Scherrer Instituts PSI, der Universität Basel und von Roche haben eine Bildgebungsmethode mit Neutronen genutzt um zu untersuchen, warum es entscheidend ist, dass mit dem Wirkstoff bereits vorgefüllte medizinische Spritzen kühl gelagert werden.

Konkrete Empfehlungen zur Produktionssteigerung von Keramikbauteilen erhielt der ABB-Standort Wettingen. Forschende des Paul Scherrer Instituts PSI hatten die Bauteile mittels Neutronen-Bildgebung untersucht. Anhand der Aufnahmen konnten die ABB-Mitarbeitenden sehen, wo es noch Potenzial für eine Prozessoptimierung gibt. Diese Machbarkeitsstudie wurde vom Hightech Zentrum Aargau gefördert.

Jean-Baptiste Mosset, Gewinner eines Founder Fellowships am Paul Scherrer Institut PSI, will einen Neutronendetektor zur Erkennung von Plutonium und Uran kommerzialisieren.

Keine Hinweise auf Dunkle Materie aus Axionen – Ergebnis eines Experiments am Paul Scherrer Institut PSI schränkt Theorien zur Natur Dunkler Materie weiter ein.

Ob Materialien für die Elektronik der Zukunft, Batterien oder Schwerter aus der Bronzezeit – seit 20 Jahren nutzen Forschende verschiedener Disziplinen die Spallations-Neutronenquelle SINQ des Paul Scherrer Instituts PSI für ihre Untersuchungen. Bei einem Symposium am 18. April blickten Forschende auf die Erfolge der Anlage zurück und stellten Pläne für eine Modernisierung vor.

Ein neues Material könnte zur Grundlage zukünftiger Datenspeicher werden, denn im Vergleich zu heutigen Festplatten liesse sich damit der Energiebedarf in der Datenspeicherung deutlich senken. Es handelt sich um ein Material aus der Klasse der sogenannten magnetoelektrischen Multiferroika und zeigt die nötigen magnetischen Eigenschaften auch bei Zimmertemperatur.

Christian Rüegg erhält die angesehene europäische Förderung ERC Consolidator Grant. Mit dem Geld will er weiter erforschen, wie die kleinsten magnetischen Bausteine der Materie wechselwirken.

Dank einer hochmodernen Untersuchungsmethode ist es Forschenden gelungen, in Transformatoren hineinzuschauen und die magnetischen Domänen im Inneren des Trafo-Eisenkerns bei der Arbeit zu beobachten. Transformatoren, kurz Trafos, sind unerlässlich für die Stromversorgung von Industrie und Haushalten. Die Forschungsergebnisse zeigen, dass die Untersuchungsmethode sich gewinnbringend zur Entwicklung effizienterer Trafos einsetzen lässt.

Normalerweise verdrängen Supraleiter angelegte Magnetfelder. Im Inneren von Typ-II-Supraleitern bilden sich aber dünne Kanäle, sogenannte Flussschläuche, durch die das Magnetfeld geleitet wird, während das restliche Material feldfrei und supraleitend bleibt. In dem Metall Niob bündeln sich die Flussschläuche zu kleinen Inseln zusammen und bilden dabei komplexe Muster, welche in ähnlicher Form zahlreich in der Natur anzutreffen sind. Forschende des PSI und der TU München haben als erste Neutronenexperimente zur Untersuchung dieser Strukturen in dem Metall Niob durchgeführt und dabei die Verteilung der Inseln im Detail sichtbar gemacht.

Unser Universum besteht aus deutlich mehr Materie, als sich mit bisherigen Theorien erklären lässt. Dieser Umstand ist eines der grössten Rätsel der modernen Wissenschaft. Ein Weg, diese Unstimmigkeit zu klären, führt über das sogenannte elektrische Dipolmoment des Neutrons. Forschende am PSI haben in einer internationalen Zusammenarbeit eine neue Methode entwickelt, die helfen wird, dieses Dipolmoment genauer als je zuvor zu bestimmen.

Forscher des Paul Scherrer Instituts PSI haben mit Hilfe einer neuartigen Methode erstmals die Verteilung von Eis und flüssigem Wasser in einer Wasserstoff-Brennstoffzelle direkt abgebildet. Die neue Bildgebungstechnik verwendet zwei Strahlen mit unterschiedlicher Neutronenenergie, um Bereiche mit flüssigem Wasser von solchen mit Eis mit hoher Zuverlässigkeit zu unterscheiden. Die Methode eröffnet somit die Perspektive, eines der wichtigsten Probleme bei der Anwendung von Brennstoffzellen als Antrieb von Fahrzeugen zu untersuchen. Eis kann nämlich die Poren in den Brennstoffzellen verstopfen und dadurch ihre Funktion beeinträchtigen. Ihre Ergebnisse veröffentlichen die PSI-Wissenschaftler am 16.6.2014 im Journal Physical Review Letters.

Unsere Vorstellung davon, wie Algen und Pflanzen auf Licht reagieren, muss aufgrund neuer Experimente revidiert werden. Bei bestimmten Lichtverhältnissen wird bei der Fotosynthese die Anordnung der sonst ordentlich gestapelten und ausgerichteten, lichtempfindlichen Membranen in den Algen gestört. Dabei werden die in die Membranen eingebetteten Lichtsammelproteine grösstenteils deaktiviert, bewegen sich aber nicht. Bisher war man davon ausgegangen, dass sich die Lichtsammelproteine in den Membranen hin- und herbewegen.

Durch Quanteneffekte ausgelöste Änderungen des Aggregatzustands à physikalisch korrekt Quantenphasenübergänge à spielen bei vielen erstaunlichen Phänomenen in Festkörpern, wie der Hochtemperatursupraleitung eine Rolle. Forschende aus der Schweiz, England, Frankreich und China haben nun in der magnetischen Struktur des Materials TlCuCl₃ Quanteneffekte gezielt verändert, indem sie das Material äusserem Druck aussetzten und diesen Druck variierten. Mithilfe von Neutronen konnten sie beobachten, was bei einem Quantenphasenübergang passiert, bei dem die magnetische Struktur quantenphysikalisch schmilzt.

Materialforschung, Teilchenphysik, Molekularbiologie, Archäologie à seit 40 Jahren ermöglicht der grosse Protonenbeschleuniger des Paul Scherrer Instituts PSI Spitzenforschung auf verschiedenen Gebieten. Bei einem Festsymposium am 24. Februar 2014 wird das Jubiläum gefeiert.

Meist sieht man Supraleitung und Magnetfelder als Konkurrenten à sehr starke Magnetfelder zerstören in der Regel den supraleitenden Zustand. Physiker des Paul Scherrer Instituts PSI haben nun gezeigt, dass in dem Material CeCoIn₅ ein neuartiger supraleitender Zustand erst bei starken externen Magnetfeldern entsteht und dann durch Veränderung des Feldes manipuliert werden kann. Das Material ist auch schon bei schwächeren Feldern supraleitend, bei starken Feldern entsteht aber ein zusätzlicher zweiter supraleitender Zustand, so dass gleichzeitig im selben Material zwei unterschiedliche supraleitende Zustände existieren.

Helena Van Swygenhoven, Werkstoffforscherin am Paul Scherrer Institut und Professorin an der ETH Lausanne (EPFL), erhält einen ERC Advanced Grant. Diese angesehene Förderung des Europäischen Forschungsrates in Höhe von 2,5 Millionen Euro wird es ihr ermöglichen, das neues Forschungsprojekt MULTIAX zu begründen. In diesem Projekt wird sie Vorgänge bei der Verformung von metallischen Werkstoffen untersuchen, die zum Beispiel für die Herstellungsprozesse von Autoteilen wichtig sind. Zusätzlich werden in dem Projekt neuartige Verfahren zur Untersuchung von Werkstoffen entwickelt, die dann auch anderen Forschenden zur Verfügung stehen werden.